Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Abstrak :
Seng Oksida (ZnO) adalah fotokatalis semikonduktor yang menjanjikan karena harganya yang ekonomis, ramah lingkungan, tidak mudah bereaksi kimia serta stabil. Namun laju rekombinasi muatan yang tinggi membuat aktifitas fotokatalitiknya kurang optimal. Salah satu cara untuk mengurangi rekombinasi muatannya adalah dengan menggabungkan ZnO dengan semikonduktor lain yang memiliki energi band gap lebih rendah, antara lain bahan Transition Metal Di-Chalcogenides (TMDC). Pada penelitian ini, ZnO nanorods (NRs) disintesis dengan metode Ultrasonic Spray Pyrolysis (USP) dan metode hidrotermal diatas substrat kaca kemudian dilanjutkan dengan deposisi MoS2 dan WS2 diatas ZnO nanorod dengan metode spincoating. Untuk mendapatkan nanosheets MoS2 dan WS2, dilakukan eksfoliasi dengan metode Liquid Phase Exfoliation (LPE). Selanjutnya dilakukan karakterisasi morfologi, struktur dan sifat optik menggunakan SEM,TEM,XRD, XPS, Raman spectroscopy, UV-Vis and Photoluminescence Spectroscopy untuk menganalisis pengaruh penambahan MoS2 dan WS2 terhadap aktivitas fotokatalitik ZnO NRs. Kemudian  hibrida ZnO/Mo2 dan ZnO/WS2 digunakan sebagai fotokatalis untuk mendegradasi metil biru dibawah penyinaran cahaya tampak dan sinar UV. Hasil menunjukkan bahwa deposisi MoS2 dan WS2 pada ZnO NRs memperlambat laju degradasi metil biru akibat sifat hidrofobik MoS2 dan WS2 yang menghalangi adsorpsi molekul H2O. Persen degradasi MB oleh fotokatalis ZnO murni, ZnO/MoS2 dan ZnO/WS2 selama 37,5 menit dibawah penyinaran cahaya tampak secara berturut-turut adalah 87,7%, 85,2%, dan 83,6% sedangkan dengan penyinaran ultraviolet adalah 81,0%, 78,2%, dan 77,9%. Degradasi metil biru oleh fotokatalis ZnO/WS2 lebih lambat daripada ZnO/MoS2 disebabkan ZnO/WS2 bersifat lebih hidrofobik seperti terlihat dari sudut kontak air terhadap permukaannya yang lebih tinggi. ......Zinc oxide (ZnO) is a promising semiconductor photocatalyst due to its low cost, enviromentally friendly and chemical innertness and photostability. However, the high rate of charges recombination makes its photocatalytic activity is less optimal. One way to reduce the charges recombination rate is by decorating the ZnO with other semiconductors that have lower bandgap, such as transition metal dichalcogenides (TMDCs). In this study, ZnO nanorods were synthesized via ustrasonic spray pyrolysis and hydrothermal method on the the glass substrate and then followed by deposition of molybdenum disulfide (MoS2) and tungsten disulfide (WS2) on ZnO nanorods by using spincoating method. In order to produce MoS2 and WS2 nanosheets, this materials was firstly exfoliated by liquid phase exfoliation method. The morphology, structural and optical properties characterization by using SEM, TEM, XRD, XPS, Raman spectroscopy, UV-Vis and Photoluminescence Spectroscopy was performed to analyze the influence of MoS2 and WS2 on the photocatalytic activity ZnO NRs. Then the hybrid ZnO/MoS2 and ZnO/WS2 were used as photocatalyst for degradation of methyl blue under visible and UV light. Percentage degradation of MB by pure ZnO, ZnO/MoS2 and ZnO/WS2 photocatalysts for 37.5 minutes under visible light irradiation were 87.7%, 85.2%, and 83.6% respectively while those with ultraviolet radiation were 81,0%, 78.2%, and 77.9%. The degradation of methyl blue by ZnO/WS2 photocatalyst is slower than ZnO/Mo2 because Zn /WS2 is more hydrophobic as seen from the higher contact angle to the water.

Abstrak :

Logam transisi dichalgogenides (TMDs) memperlihatakan sifat-sifat yang unik pada fase struktur monolayernya, yaitu celah pita langsung, yang menjadikannya kandidat menjanjikan dalam penerapannya dalam optoelektronik. Diantara TMDs tersebut, WS₂ memperlihatkan interaksi spin-orbit yang kuat sehingga dalam uji eksperimen dapat memisahkan pita-pita energi pada band valensinya hingga sebesar ~400 meV. Tidak seperti TMDs lainnya, puncak eksitonik pertamanya A berbentuk sangat tajam, sedangkan puncak eksitonik keduanya berbentuk lebih lebar dengan intensitas yang relatif lebih kecil jika dibandingkan puncak pertama. Untuk mendapatkan nilai eksitoniknya secara teori, khususnya puncak B, kami menerapkan metode Double-Grid. Efek-efek interaksi elektron-hole sendiri dibahas dengan membandingkannya terhadap yang dihitung pada level partikel independen. Perhitungan first principle yang kami lakukan dengan menerapkan efek interaksi spin-orbit menunjukkan terjadinya pergeseran celah pita energi ke wilayah energi yang lebih rendah sebesar 0.36 eV jika dibandingkan dengan perhitungan tanpa menggunakan efek spin-orbit. Lebih lanjut, efek spin-orbit ini juga menyebabkan pemisahan pada pita energi valensi tertingginya sebesar 410 meV. Dari sisi struktur eksitoniknya, interaksi spin-orbit menyebabkan terpecahnya puncak-puncak eksiton WS₂ monolayer menjadi dua bagian, khususnya pada puncak kedua dan ketiga

---

Transition metal dichalcogenides (TMDs) display unique properties in their monolayer structures, namely a direct band-gap transition, which becomes a promising candidate for optoelectronics applications. Among them, WS₂ exhibits strong spin-orbit (SO) interaction which splits the electronic valence band as observed in the experimental data up to 400 meV. Unlike the other TMDs, the first excitonic peak A is very sharp for WS₂, while the secondary peak B is broader with smaller relative intensity. In this study, we perform first-principles calculations on the electronic band structure and solve the Bethe-Salpeter equation (BSE) for the complex dielectric function of monolayer WS₂ to study the effects of spin-orbit coupling on its excitonic structures. To resolve the excitonic peaks, in particular the B peak, we implement the double-grid method. We discuss the effects of electron-hole interaction on the absorption spectrum by comparing it with that calculated at the independent-particle level. Our first principle with spin-orbit calculation band structure shows spin-orbit coupling induce red-shifting of 0.36 eV compare to one without spin-orbit interaction. It also induces splitting of 400 meV on the valence band structure. From perspective of exitonic structure, spin-orbit coupling induces peak splitting on the second and third peak of WS₂ monolayer absorption optical spectra.